污水處理MFA無模型自適應pH值控制方案

廢水處理標準相當嚴格，然而pH控制是其中一個典型的控制難題。由于pH滴定曲線本身的非線性，再加上pH/流動的大變化和大滯后過程，使得要真正實現自動控制則變得相當的困難。位于美國加州的Chiron制藥廠就面臨著這種情形，而且還意識到在不久的將來美國環保署法規對他們所排放廢水的pH值的標準將規定得更為嚴格。

該廢水處理系統采用的是以流量為操作變量的兩階段的分程控制，廢水的pH可在2到11之間大幅度的變化。各階段采用一個雙脈沖控制閥添加堿性溶液（濃度為32%，pH值為14的NaOH）或酸性溶液（濃度為50%，pH值為1.50的硫酸），廢水存儲在各槽中。

先前Chiron在它的廢水處理系統中，采用的是PLC中的PID控制器。由于pH回路的控制效果差，這個系統常常需要人工調整。為了改進pH控制，滿足廢水排放要求，該公司決定采用CyboCon CE（點擊瀏覽CyboCon CE詳細介紹......），這個基于Windows CE的控制儀表。CyboCon CE為pH控制提供了一個簡單、可靠且可行的先進控制解決方案。

這個解決方案的核心是CyboSoft的專利技術——無模型自適應（MFA）控制技術，它取代了PID算法，能適應廢水處理過程固有的變化。它還能夠補償了pH滴定曲線的大增益變化。CyboCon CE MFA控制器輸出在50%處轉換為酸信號進行控制，因此，這個控制器可以中和酸性和堿性廢水。

為避免形成鹽而違反排放標準，老系統不得不在6.5到8之間設置了一個死區。這樣，當pH值在這個死區范圍中時，就不會加入任何試劑。如果pH值超出了這個范圍，將迅速加入試劑迫使pH返回。這種“呯－砰”控制方式是pH控制的通病，會引起pH回路不停的振蕩，致使化學試劑的浪費。

安裝好CyboCon CE之后，MFA控制器的設定值為7.5，死區范圍減小為7.4到7.6。這種廢水的pH控制能很好的維持在設定的范圍內，甚至在極其狹小的范圍內也不會形成鹽。精確的控制避免了違反廢水排放標準，而且能減少試劑的消耗，保持槽的清潔。